希尔伯特变换将信号表示为复解析信号的物理意义是什么?
【希尔伯特变换,保定学院图书馆】大家好 , 我们通信M班长 。最近更新文章写到这方面的内容 , 恰巧看到这个问题 , 所以会写点文字 , 希望对你有所帮助 。同时 , 感谢关注我 , 在通信基础方面 , 我会不断更新文章 。希尔伯特Hilbert变换的定义谈到希尔伯特变换 , 我们先直接来看它的定义从定义来看 , 其就是一个卷积运算 , 原信号与1/πt的卷积 , 就是希尔伯特变换 。
Hilbert变换的物理意义这一切还得从DSB信号说起......我们都知道模拟调制技术中 , 有一种技术叫做DSB(Double Side Band)双边带调制技术 , 其时域表达式为:m(t)是原始信号(调制信号) , coswct是载波信号 , 用原始信号去调制载波 , 具体的图形变化如下:左边一列是时域的波形变化 , 右边一列是对应的傅里叶变换 , 也就是频谱图 。
从频谱图中 , 我们可以看到 , DSB信号的频谱Sdsb(w)是一个双边带的谱 , 分别有上边带和下边带 , 上下两个边带是对称的 。这就是为什么叫它为DSB信号的缘由 。既然这里是上下两个边带 , 而且是对称的 , 那么我们只要传输一个边带 , 另外一个边带不需要传输啊 , 因为它们是对称的 。所以我们可以推导出单边带SSB信号 。我们先从原始信号m(t)的频谱M(w)开始 , 因为这个频谱是双边带的 , 我们先砍去一半的频谱?怎么砍?利用我们熟悉的阶跃函数啊!这样 , 直接就把M(w)变成单边带了 。
如下图1-2所示:然后我们把Ma(w)的频谱向右平移wc , 变为Ma(w-wc) , 如图3所示 。这时的频谱是单边带的 , 而且是调制搬移后的 。但是 , 你想过没有 , 以上都是在频域变化的 。在频域 , 我们用阶跃函数去砍掉一个边带 , 那么这个操作在时域是什么样子呢?这个时候我们通过傅里叶反变换 , 求得时域的表达式:m(t) jm(t)*(1/πt)于是 , 我们把m(t)*(1/πt)定义成希尔伯特变化 , 真个表达式称为解析形式 , 它具有单边带的频谱 。
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